预应力后张法施工工艺

 

后张法指的是先浇筑水泥混凝土，待达到设计强度的75%以上后再张拉预应力钢材以形成预应力混凝土构件的施工方法。

这种方法在桥梁、大跨度建筑中得到广泛运用。

施工工艺特点

先制作构件,并在构件体内按预应力筋的位置留出相应的孔道,待构件的混凝土强度达到规定的强度(一般不低于设计强度标准值的75%)后,在预留孔道中穿入预应力筋进行张拉,并利用锚具把张拉后的预应力筋锚固在构件的端部,依靠构件端部的锚具将预应力筋的预张拉力传给混凝土,使其产生预压应力;最后在孔道中灌入水泥浆,使预应力筋与混凝土构件形成整体。 

后张法

①有粘结预应力混凝土

先浇混凝土,待混凝土达到设计强度75%以上,再张拉钢筋(钢筋束).其主要张拉程序为:埋管制孔→浇混凝土→抽管→养护穿筋张拉→锚固→灌浆(防止钢筋生锈).其传力途径是依靠锚具阻止钢筋的弹性回弹,使截面混凝土获得预压应力,这种做法使钢筋与混凝土结为整体,称为有粘结预应力混凝土.

有粘结预应力混凝土由于粘结力(阻力)的作用使得预应力钢筋拉应力降低,导致混凝土压应力降低,所以应设法减少这种粘结.这种方法设备简单,不需要张拉台座,生产灵活,适用于大型构件的现场施工.

②无粘结预应力混凝土

其主要张拉程序为预应力钢筋沿全长外表涂刷沥青等润滑防腐材料→包上塑料纸或套管(预应力钢筋与混凝土不建立粘结力)→浇混凝土养护→张拉钢筋→锚固.

施工时跟普通混凝土一样,将钢筋放入设计位置可以直接浇混凝土,不必预留孔洞,穿筋,灌浆,简化施工程序,由于无粘结预应力混凝土有效预压应力增大,降低造价,适用于跨度大的曲线配筋的梁体. 

后张法施工应用的产品

 

孔道灌浆剂

产品特点：

流动性好：出机浆体流动度为18±4秒，30分钟后流动度小于30秒；

稳定性好：浆体不分层，不沉淀，形成稳定一体的流体；

无收缩性能：浆体具有无收缩或微膨胀的性能，与预应力孔道具有良好的粘结力；

充盈度高：具有良好的充盈性能，能够完全充满整个孔道；

强度高：具有很高的早期强度和后期强度，包括抗折强度和抗压强度，7天即可达到设计强度的70%以上；

防腐性能：对预应力钢绞线具有防腐阻锈性能；

耐久性：硬化后的浆体具有优异的抗冻融性能和抗氯离子渗透性能；

施工方便性：在夏季高温条件和冬期低温条件下均可施工，具有良好的施工性能。 

施工工艺内容

1工程概况

本工艺标准适用于一般工业与民用建筑现场预应力混凝土后张预应力液压张拉施工（不包括构件和块体制作）。

2  材料及机具

2.1.1 预应力筋：预应力用的热处理钢筋、钢丝、钢绞线的品种、规格、直径，必须符合设计要求及国家标准，应有出厂质量证明书反复试报告。冷拉Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级钢筋还应有冷拉后的机械性能试验报告。

2.1.2 预应力筋的锚具、夹具和连接器的形式，应符合设计及应用技术规程的要求，应有出厂合格证，进入施工现场应按《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204?2）的规定进行验收和组装件的静载试验。

2.1.3 灌浆用的水泥不得低于425号、普通硅酸盐水泥或按设计要求选用，应有出厂合格证书和复试报告单。

2.1.4 主要机具有：液压拉伸机、电动高压油泵、灌浆机具、试模等。

2.2 作业条件

2.2.1 施加预应力的拉伸机已经过校验并有记录。试车检查张拉机具与设备是否正常、可靠，如发现有异常情况，应修理好后才能使用。灌浆机具准备就绪。

2.2.2 混凝土构件（或块体）的强度必须达到设计要求，如设计无要求时，不应低于设计强度的75%。构件（或块体）的几个尺寸、外观质量、预留孔道及埋件应经检查验收合格，要拼装的块体已拼装完毕，并经检查合格。

2.2.3 锚夹具、连接器应准备齐全，并经过检查验收。

2.2.4 预应力筋或预应力钢丝束已制作完毕。

2.2.5 灌浆用的水泥浆（或砂浆）的配合比以及封端混凝土的配合比已经试验确定。

2.2.6 张拉场地应平整、通畅，张拉的两端有安全防护措施。

2.2.7 已进行技术交底，并应将预应力筋的张拉吨位与相应的压力表指针读数、钢筋计算伸长值写在牌上，并挂在明显位置处，以便操作时观察掌握。

3.1 工艺流程

 

检查构件 (或块体)

↓

预应力筋制作 → 穿预应力筋

↓

锚具检验 → 安装具及张拉设备 张拉设备预检

↓

张 拉

↓

孔道灌浆 → 制作水泥浆试块

↓

起 吊 ← 压水泥浆试块 [1] 

3.2 检查构件（或块体）：尤其要认真检查预应力筋的孔道。其孔道必须保证尺寸与位置正确，平顺畅通，无局部弯曲；孔道端部的预埋钢板应垂直于孔道轴线，孔道接头处不得漏浆，灌浆孔和排气孔应符合设计要求的位置。孔道不符合要求时，要清理或作好处理。

3.3 穿预应力筋。

3.3.1 穿筋前，应检查钢筋（或束）的规格、总长是否符合要求。

3.3.2 穿筋时，带有瑞杆螺丝的预应力筋，应将丝扣保护好，以免损坏。钢筋束或钢丝束应将钢筋或钢丝顺序编号，并套上穿束器。先把钢筋或穿束器的引线由一端穿入孔道，在另一端穿出，然后逐渐将钢筋或钢丝束拉出到另一端。

3.3.3 钢筋穿好后将束号在构件上注明，以便核对。

3.4 安装锚具及张拉设备：安装锚具及张拉设备时，对直线预应力筋，应使张拉力的作用线与孔道中心线在张拉过程中相互重合；对曲线预应力筋，应使张拉力的作用线与孔道末端中心点的切线相互重合。

3.5 张拉：

3.5.1 预应力筋的张拉程序，应按设计规定进行，若设计无规定时，可采取下列程序之一：

3.5.1.1 0→105%σcon持荷2min→σcon。

3.5.1.2 0→103%σcon

σcon为预应力筋的张拉控制应力。

3.5.2 预应力筋的张拉顺序应符合设计要求，当设计无具体要求时，可采取分批、分阶段对称张拉。

采用分批张拉时，应计算分批张拉的预应力损失值，分别加到先张拉预应力筋的张拉控制应力值内，或采用同一张拉值逐根复位补足。

3.5.3 单根预应力粗钢筋（采用拉伸机张拉螺丝端杆锚固）张拉时，应先少许加力，将垫板位置按设计规定找准，然后按规定张拉程序张拉。张拉完毕，用板子拧紧螺母，将钢筋锚固，测出钢筋实际伸长值，并作好张拉记录。

3.5.4 预应力钢丝束采用双作用千斤顶张拉锥形锚楦锚固时，应按下列要求操作：

3.5.4.1 预拉：将钢丝拉出一小段长度后，检查每根钢丝是否达到长度一致，如有不一致时，应退下楔块进行调整，然后再用力打紧楔块。

3.5.4.2 张拉及顶压：预拉调整以后方可按规定张拉程序张拉。张拉完毕，测出钢丝伸长值，若与规定符合，就可进行顶压锚塞。顶压锚塞时必须关闭大缸油路，给小缸进油，使小缸活塞猛顶锚塞。

3.5.4.3 校核：将千斤顶装入未张拉的一端进行张拉，张拉到控制应力后，猛顶锚塞。当两端都张拉顶压完毕后，应测量钢丝滑入锚楦中的内缩量是否符合要求，如果大于规定数值，必须再张拉，补回损失。

3.5.4.4 钢丝断丝和滑脱的数量，严禁超过构件同一截面钢丝总数的3%，且一束钢丝只允许一根。如超过上述规定，必须重新张拉，这时应把钢丝拉到原来的张拉吨位，拉松锚塞，用一根钢钎插入垫板槽口内，卡住锚塞，然后大缸回油，锚塞被拉出，取出整个锚楦。分别检查锚环是否被抽成凹槽，锚塞的细齿是否被抽平，若有这类情况，要调换锚具，重新张拉，如果锚环、锚塞仍然完好无损，则只要在顶压时加大压力顶紧锚塞。

3.6 填写施加预应力记录。

3.7 孔道灌浆：

3.7.1 灌浆孔道应压水清洗干净，并检查灌浆孔、出气孔是否与预应力筋孔道连通，否则，应事先处理。

3.7.2 预应力筋张拉完后应尽早进行孔道灌浆，以减少预应为损失。

3.7.3 灌浆压力一般为0.4～0.6MPa。

3.7.4 灌浆顺序应先下后上，避免上层孔道漏浆把下层孔道堵住，待排气孔冒出浓浆后，即堵死排气孔，再压浆至0.6MPa，保持l～2min后，即可堵塞灌浆孔。

3.7.5 制作试块并注意养护。

3.8 浇筑封端混凝土或端部防护处理，并注意混凝土养护；

4.1 保证项目

 

4.1.1 预应力筋的品种和质量必须符合设计要求和有关标准的规定。

检验方法：检查出厂质量证明书和试验报告单。

4.1.2 冷拉钢筋的机械性能必须符合设计要求和施工规范的规定。

检验方法：检查出厂质量证明书、试验报告和冷拉记录。

4.1.3 预应力筋所用的锚具、夹具和连接器质量必须符合设计要求和施工规范及专门规定。

检查数量：按《混凝土结构工程施工及验收规范》第六章第6.2.12条的规定抽取试件。

检验方法：检查锚具、夹具和连接器的出厂合格证、硬度、静载锚固性能及外观尺寸检查报告。

4.1.4 混凝土强度及块体立缝混凝土（砂浆）强度，必须符合设计要求和施工规范和规定。

检验方法：检查同条件养护混凝土（砂浆）试块的试验报告。

4.1.5 锚固阶段张拉端预应力筋的内缩量必须符合混凝土施工规范第6.3.9条的规定。

检验方法：检查施加预应力记录。

4.1.6 孔道水泥浆强度必须符合设计要求或施工规范的规定。

检验方法：全面观察检查和检查水泥浆试块的试验报告。

4.2 基本项目：

4.2.1 实际建立的预应力值与设计规定值偏差的百分率应不超过±5%。

检查数量：按预应力混凝土工程不同类型件数各抽查10%，但均不少于3种。

检验方法：检查施加预应力记录。

4.2.2 预应力筋（钢丝、钢绞线或钢筋）断裂或滑脱的数量严禁超过结构同一截面预应力总根数的3%，且一束钢丝不超过一根。

检查数量：全数检查。

检验方法：全面观察和检查施加预应力记录。

6.1 预应力张拉端的设置，应符合设计要求，当设计无具体要求时，应符合下列规定：

6.1.1 抽芯成形孔道时的预应力张拉：对曲线预应力筋和长度大于24m的直线预应力筋，应在两端张拉；对长度不大于24m的直线预应力筋，可在一端张拉。

6.1.2 预埋波纹管孔道时的预应力张拉：对曲线预应力筋和长度大于30m的直线预应力筋，宜在两端张拉，对长度不大于30m的直线预应力筋，可在一端张拉。

当同一截面中有多根一端张拉的预应力筋时，张拉端宜分别设置在结构的两端。

当两端同时张拉一根预应力筋时，宜先在一端锚固，再在另一端补足张拉力后进行锚固。

6.2 平卧重叠浇筑的构件，宜先上后下逐层进行张拉。为了减少上下层之间因摩阻引起的预应力损失，可逐层加大张拉力。但底层张拉力不宜比顶层张拉力大5%（钢丝、钢绞线、热处理钢筋）或9%（冷拉Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级钢筋），且最大张拉应力：冷拉Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级钢不得超过屈服强度的90%，钢丝、钢绞线不得超过屈服强度的75%，热处理钢筋不得超过标准强度的70%。张拉后的实际预应力值的偏差不得超过规定值的5%。

6.3 预应力锚固后的外露长度，不宜小于30mm。锚具应用封端混凝土保护，如需长期外露，应采取措施防止锈蚀。

6.4 预应力筋张拉后，孔道应尽快灌浆。用连接器连接的多跨连续预应力筋的孔道灌浆，应张拉完一跨随即灌筑一跨，不应在各跨全部张拉完毕后一次连续灌浆。

6.5 孔道灌浆应采用标号不低于425号的普通硅酸盐水泥 配置的水泥浆；对孔隙大的孔道，可采用砂浆灌浆。水泥浆及砂浆强度，应满足设计要求，且均不应低于20N/mm2。

6.6 灌浆水泥浆水灰比为0.4～0.45，搅拌后3h泌水率宜控制在2%，最大不得超过3%，水泥浆中可掺入对预应力筋无腐蚀作用的外加剂。一般可掺入0.05%～0.1%的铝粉或0.25%的木质素磺酸钙减水剂。

6.7 当用冷拉粗钢筋作预应力筋时，必须先焊上端杆螺丝，然后再进行冷拉，使各对焊接头进行一次冷拉考验。

^本工艺标准应具备以下质量记录：

7.1 混凝土构件、块体张拉强度试件试压报告单。

7.2 预应力筋的出厂质量证明或试验报告单。

7.3 预应力筋的冷拉记录。

7.4 冷拉预应力筋的机械性能试验报告。

7.5 冷拉预应力筋焊接接头试验报告。

7.6 预应力筋锚具和连接器的合格证及检验记录。

7.7 预应力张拉设备校验记录。

7.8 预应力张拉记录。

7.9 预应力孔道灌浆试块强度试压报告单及水泥出厂合格证。

7.10 混凝土构件、块体标准试块强度试压报告。

7.11 设计要求的其它有关资料。

 

适用范围

主要用于后张法施工预应力孔道灌浆，灌入法施工土路基的快速加固，设备基础、锚杆、道钉等的构件灌浆，同时也可用于混凝土疏松、孔洞灌浆等缺陷修补。

属于后张法施工中的常用机械：A.拉杆式千斤顶 B.穿心式千斤顶 C.锥锚式千斤顶 @import url(http://www.fsnansheng.com/CuteSoft_Client/CuteEditor/Load.ashx?type=style&file=SyntaxHighlighter.css);